CN104062807A - 发光单元及具有其的侧发光式液晶显示器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种发光单元及具有其的侧发光式液晶显示器发光单元。该发光单元包括第一发光组件，第一发光组件具有基板及设置在基板的第一表面上的LED封装体，该发光单元还包括第二发光组件，第二发光组件包括透明管和量子点材料，透明管包括：管壁，管壁包括弧形内壁和弧形外壁，管壁沿平行于第一表面的方向延伸，弧形外壁的朝向基板的一侧为波浪形，且波浪形以通过第一发光组件的中心发光点且与第一表面垂直的垂直面为对称面对称；和由弧形内壁围成的管腔，管腔沿对称面对称设置；量子点材料设置在管腔内。弧形外壁的朝向基板的一侧为波浪形，增加了量子点的受光面积提高了其的利用率，增加发光单元的光效，提高了量子点的工作稳定性。

Description

发光单元及具有其的侧发光式液晶显示器

技术领域

本发明涉及发光器件领域，具体而言，涉及一种发光单元及具有其的侧发光式液晶显示器。

背景技术

彩色显示产品(如计算机显示屏、电视、智能手机等)的显色原理是基于蓝绿红“三基色组合”，在液晶显示技术中，这三种颜色的光由白光背光源经液晶的彩色滤光片分解而来。其中，显示器的色域是用来表征显示设备对颜色进行重现的一种能力，显示器的色域越大，说明显示器所能显示的颜色越多，从而表现的画面更加丰富且能反映被显示器物的真实情况。然而，参照彩色电视广播标准(NTSC)，目前市面上主流液晶显示器件(包括平板显示设备)的色域水平仅在72％左右，甚至更低。为了实现提高色域的目的，部分LED背光产品采用了提高红光部分的色纯的方法，但这种技术对于人眼最敏感的绿光并无重大改变；另外，还有现有技术使用量子点背光源技术，能够将显示产品的色域提高至100％NTSC，极大地丰富了显示产品的表现能力。

目前所使用的量子点背光源技术方案主要有三种：1)将量子点混合在硅胶中，直接封装在LED芯片的表面，直接作为光源；2)将量子点混合在高分子材料中，制成光学薄膜，光源采用蓝光，量子点光学薄膜放置在导光板的上方；3)将量子点密封在玻璃管中，光源采用蓝光，量子点玻璃管放置在导光板与蓝光光源之间。第一种路线使得量子点工作在超高光功率密度下，导致光源的稳定性较低，且目前该技术还没有得到突破性进展；而第二种量子点光学薄膜的路线造价太高；而量子点玻璃管的技术方案则兼顾了两者，目前已经在商业上使用。

目前，量子点玻璃管的载体是一种扁平的玻璃管，比如索尼公司的申请号为201310115974.X和201310114219.X的中国专利申请。但是，该方案存在一些缺陷：1)不节能，光效低。一般液晶彩色电视的亮度需要达到350尼特，甚至400尼特，要达到这种亮度，对于46英寸的彩电，如果采用白光LED作为背光源，光源只需要在70～80W即可；而采用量子点玻璃管背光源技术方案，光源则需要提高到130W才能初步满足国家关于显示器节能标准的边缘；2)在扁平的玻璃管技术方案中，长期的可靠性也有待考验。LED光源发光的时候是呈一种朗伯形分布，而量子点表面光的分布呈余弦三次方的衰减；在整个扁管中，正面对蓝光光源不到5％的面积上却积聚了光源80％以上的能量，该处的量子点长期暴露在高强光的照射下，而且强光会降低量子点的可靠性，使得显示器的颜色不断偏移，亮度变弱；3)扁状玻璃管的生产过程，封装过程以及包装运输过程中，扁管(不规则管，这里指非圆管)由于材料固化或者受力不均匀，容易出现管子爆裂的情况。

发明内容

本发明旨在提供一种发光单元及具有其的侧发光式液晶显示器，以解决现有技术中量子点发光单元光效低的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种发光单元，该发光单元包括第一发光组件，第一发光组件具有基板及设置在基板的第一表面上的LED封装体，该发光单元还包括第二发光组件，第二发光组件包括透明管和量子点材料，透明管包括：管壁，管壁包括弧形内壁和弧形外壁，管壁沿平行于第一表面的方向延伸，弧形外壁的朝向基板的一侧为波浪形，且波浪形以通过第一发光组件的中心发光点且与第一表面垂直的垂直面为对称面对称；和由弧形内壁围成的管腔，管腔沿对称面对称设置；量子点材料设置在管腔内。

进一步地，上述波浪形对应第一发光组件的中心发光点的位置为波谷。

进一步地，上述管腔为一个或者沿对称面对称设置的两个管腔或多个管腔。

进一步地，上述弧形外壁的垂直于第一表面的截面呈由两个管体部相结合形成的“8”字形结构，且“8”字形结构的位于两个管体部之间的对称面通过第一发光组件的中心发光点。

进一步地，两个上述管体部为圆形管体部且两个圆形管体部相切形成“8”字形。

进一步地，上述圆形管体部为正圆形管体部或椭圆形管体部。

进一步地，相应位置的上述弧形外壁和弧形内壁同心设置，弧形外壁的直径与弧形内壁的直径比值α大于或等于管壁的折射率n，优选比值α为1.3：1～2：1，优选折射率n为1.3～2。

进一步地，形成上述管壁的材料选自玻璃、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚氨基甲酸酯和硅橡胶中的一种或多种。

进一步地，上述LED封装体的光源为蓝光LED封装体；量子点材料包括量子点高分子分散体和发光范围为500～650nm的量子点。

进一步地，上述量子点由绿光量子点和红光量子点组成，绿光量子点为荧光发射波长在520～535nm、半峰宽为30±10nm的绿光量子点，红光量子点为荧光发射波长在600～650nm、半峰宽为30±10nm的红光量子点，量子点材料中绿光量子点和红光量子点在450nm处的吸光度比值为1：10～10：1，优选为4:3。

进一步地，上述量子点材料中量子点的重量含量为0.001～10％。

进一步地，上述绿光量子点和红光量子点分别位于不同的管腔内，或者绿光量子点与红光量子点混合后设置在管腔内。

进一步地，上述量子点高分子分散体选自环氧树脂、硅树脂、聚苯乙烯树脂和丙烯酸树脂组成的组中的一种或多种。

进一步地，上述发光单元还包括反光组件，反光组件包括：主体结构，围绕LED封装体设置在基板的第一表面上；反光面，设置在主体结构上，与LED封装体的远离基板的表面连接，包括围绕弧形外壁延伸的第一反光部分和从第一反光部分向远离基板的方向延伸的第二反光部分。

进一步地，上述第一反光部分延伸至透明管的平行于第一表面的最大截面，第二反光部分向偏离对称面的方向，优选第一反光部分与透明管的朝向基板的弧形外壁贴合。

进一步地，形成上述主体结构的材料选自聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、硅胶、铝和铁组成的组中的一种或多种。

进一步地，形成上述反光面的材料为反光漆金属铬或者金属银。

根据本发明的另一方面，提供了一种侧发光式液晶显示器，该液晶显示器包括发光单元，该发光单元为上述的发光单元。

应用本发明的技术方案，弧形外壁的朝向基板的一侧为波浪形，区别于现有技术的常用的扁管，且将量子点材料设置在管腔中时，光从第一发光组件中发出，“波浪形的弧形外壁的一侧增加了量子点的受光面积，提高了量子点的利用率，增加了发光单元的光效；同时，由于量子点受光面积增加，量子点所受到的单位面积的光功率降低，进而提高了量子点工作稳定性。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了本发明优选实施方式一提供的发光单元的剖面结构示意图；

图2示出了本发明优选实施方式二提供的发光单元的剖面结构示意图；

图3示出了本发明优选实施方式三提供的发光单元的剖面结构示意图；

图4示出了本发明优选实施方式四提供的发光单元的剖面结构示意图；

图5A示出了当发光单元的第一圆管和第二圆管的外内径比值大于其折射率时的光线路线示意图；

图5B示出了当发光单元的第一圆管和第二圆管的外内径比值等于其折射率时的光线路线示意图；

图5C示出了当发光单元的第一圆管和第二圆管的外内径比值小于其折射率时的光线路线示意图；

图6示出了红光量子点和绿光量子点的单独以及以不同比例混合后得到的光谱测试图；以及

图7示出了实施例1、实施例5和实施例6的光谱测试结果图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

在本发明典型的实施方式中，提供了一种发光单元，如图1至4所示，该发光单元包括第一发光组件1，第一发光组件1具有基板11及设置在基板11的第一表面上的LED封装体12，该发光单元还包括第二发光组件2，第二发光组件2包括透明管21和量子点材料22，透明管21包括管壁211和管腔212，管壁211包括弧形内壁111和弧形外壁112，管壁211沿平行于第一表面的方向延伸，弧形外壁112的朝向基板11的一侧为波浪形，且波浪形以通过第一发光组件的中心发光点且与第一表面垂直的垂直面为对称面对称；管腔212由弧形内壁111围成，管腔212沿上述对称面对称设置；量子点材料22设置在管腔212内。

具有上述结构的发光单元，弧形外壁112的朝向基板11的一侧为波浪形，区别于现有技术的常用的扁管，且将量子点材料22设置在管腔212中时，光从第一发光组件1中发出，“波浪形的弧形外壁112的一侧增加了量子点的受光面积，提高了量子点的利用率，增加了发光单元的光效；同时，由于量子点受光面积增加，量子点所受到的单位面积的光功率降低，进而提高了量子点工作稳定性。

为了进一步保证本申请发光单元的出光的稳定性，优选上述波浪形对应第一发光组件1的中心发光点的位置为波谷。

如图1至3所示，本申请的管腔212可以为一个也可以为两个或多个，当为两个或多个时，该两个或多个管腔212沿对称面对称设置，实现发光单元的均匀出光。

在本申请一种优选的实施例中，上述弧形外壁112的垂直于第一表面的截面呈由两个管体部相结合形成的“8”字形结构，且“8”字形结构的位于两个管体部之间的对称面通过第一发光组件1的中心发光点。将弧形外壁112的截面形状设置为“8”字形结构，既增加了量子点的受光面积，同时增加了量子点的出光面积，进而更加有利于出光以进一步提高光效。

申请人在以索尼公司的申请号为201310115974.X的中国专利申请中的扁管(波长变换构件)作为比较标准进行二维上对光功率密度的近似计算时发现，光源近似为一条发光呈朗伯分布的圆形光源(光强取为单位强度)，经计算可以看到，当光源的位置距离量子点的位置为0.65mm时候(玻璃扁管的厚度)，光功率密度最大值位于光源直射的中心；而以本申请的“8”字形结构计算则发现，光功率密度最大值的位置在侧面，且数值只有扁管的光功率密度的十分之一，从这个程度上，“8”字形结构中的量子点受到的光照射强度要远远小于扁管，因而稳定性要大大超过扁管。

考虑到上述发光单元的广适性，本申请优选两个管体部为圆形管体部且两个圆形管体部相切形成“8”字形，上述结构采用已经形成的两个圆形管组合也可以得到，因此其适用于目前常见的圆形透明管21。上述的圆形管体部为正圆形管体部或椭圆形管体部。

本发明为了进一步提高发光单元的光效，优选相应位置的弧形外壁112和弧形内壁111同心设置，上述弧形外壁112的直径与弧形内壁111的直径比值α大于或等于管壁211的折射率n。因为，在第一发光组件1发出的光到达弧形外壁112后，会受到弧形外壁112的折射作用，参考图5A(箭头所指方向即为光线的传输方向)，当比值α大于折射率n时，第一发光组件1发出的光是直接进入管壁211然后从管壁211发出，因此会造成光的浪费；参考图5B(箭头所指方向即为光线的传输方向)，当比值α等于折射率n时，边缘光线刚好和弧形内壁111相切，此时第一发光组件1发出的光不仅仅全部接触到管腔212内的量子点材料22，而且量子点材料22没有任何浪费；参考图5C(箭头所指方向即为光线的传输方向)，当比值α小于折射率n时，有部分量子点是不能直接接收到第一发光组件1所发出的光，而且这种情况下弧形外壁112较薄，机械稳定性会稍差。

在满足上述比值与折射率关系的前提下，优选比值α为1.3：1～2：1，优选折射率n为1.3～2，特别的，当管壁211的折射率确定的情况下，比值α就等于管壁211的折射率。在本发明一种优选的实施例中，形成上述管壁211的材料选自玻璃、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚氨基甲酸酯和硅橡胶中的一种或多种。

本领域技术人员所知的量子点材料22有很多，因此技术人员可以根据发光目的不同选用不同的量子点材料22应用于本发明的发光单元中，本申请优选采用LED封装体12的蓝光LED封装体12，量子点材料22包括量子点高分子分散体和发光范围为500～650nm的量子点，从而形成接近白光或白光的光源。为了优化白光效果，优选上述量子点由绿光量子点和红光量子点组成，上述绿光量子点为荧光发射波长在520～535nm、半峰宽为30±10nm的绿光量子点，红光量子点为荧光发射波长在600～650nm、半峰宽为30±10nm的红光量子点，量子点材料22中绿光量子点和红光量子点在450nm处的吸光度比值为1：10～10：1。红光量子点和绿光量子点在上述比例范围内进行混合，形成白光。

本申请为了使量子点材料22中的量子点充分发挥作用，优选上述量子点材料22中量子点的重量含量为0.001～10％。

如上所描述的，本发明的量子点包括红光量子点和绿光量子点，两种量子点可以混合在一起之后，设置在管腔212内，也可以分别置于不同的管腔212内。

发明人通过调整各量子点溶液中量子点的浓度，将红光量子点溶液和绿光量子点溶液在450nm处的吸光度调到相同值，然后对红光量子点和绿光量子点的单独以及以不同比例混合后的量子点效率和光谱进行测试，测试结果见表1和图6。

表1

红绿两种量子点分别发光，各自的量子点效率不变，最终的量子点效率应该是两者之间的线性叠加；而当两种量子点进行混合时候，由表1和图5可以看出，红色量子点除了把光源所发蓝光转化成红光，还会吸收绿色量子点所发荧光也转化成红光，此时红光量子点的效率应该是红色量子点吸收光源所发蓝光的量子点效率与红色量子点吸收绿色量子点的之后表现出的发光效率的一个综合表现结果；而由于红光所吸收的那部分绿色荧光本身就是经过了绿色量子点的“过滤”，毫无疑问混合溶液的效率要低于单纯溶液的效率。由此可见两种量子点分开设置可以避免红光量子点对绿光量子点的吸收，使最终得到的光谱发生红移，从而进一步提高发光单元的光效。

上述量子点高分子分散体选自环氧树脂、硅树脂、聚苯乙烯树脂和丙烯酸树脂组成的组中的一种或多种。上述量子点高分子分散体与量子点混合之后，可以采用光固化或热固化方式固定在相应的管腔212内，其中为了最大效率地发挥量子点的作用。

在本发明另一种优选的实施例中，在上述量子点材料22中掺杂折射率在1.4～1.7之间的透明材料，该透明材料优选为硅胶。透明材料的使用不会造成对光的吸收，而且其折射率在1.4～1.7之间，基本与管壁211的折射率相同，因此不会影响光线的折射路线，进而不影响对光效的提高效果。另外，为了进一步降低发光单元工作中量子点材料22的光功率，优选上述透明材料中包埋散射介质，散射介质优选为二氧化钛、氧化铝、二氧化硅和/或钛酸钡。散射介质可以将光打散，增加光的发射角度，从而降低光功率。

在本发明又一种优选的实施例中，上述发光单元还包括反光组件3，如图1至4所示，该反光组件3包括主体结构31和反光面32，该主体结构31围绕LED封装体12设置在基板11的第一表面上；反光面32设置在主体结构31上，与LED封装体12的表面连接，包括围绕弧形外壁112延伸的第一反光部分和从第一反光部分向远离基板11的方向延伸的第二反光部分。

上述实施例中设置的反光组件3，收集第一发光组件1和第二发光组件2朝向非预定方向的光，并使收集到的光朝向一个方向发射，进而提高发光组件的发光效率；上述反光面32的形状可以有多种，比如为抛物面、椭圆面、双曲面或渐开面，不管其形状选择上述中的哪一种，均可实现对光的收集作用。

本发明可以利用上述反光组件3进一步控制发光单元的出光方向，优选上述第一反光部分延伸至透明管21的平行于第一表面的最大截面，第二反光部分向偏离对称面的方向。具有上述结构的反光面32呈类似渐开面的结构，从而可以引导发光单元发出的光线的出光面积更大。

另外，本发明的反光组件3在实现发光性能的基础上，优选具有对第二发光组件2的定位功能，即优选第一反光部分与透明管21的朝向基板11的弧形外壁112贴合。利用反光组件3同时时间反光和固定作用，简化了发光单元的结构。

本发明的反光组件3的主体结构31的形成材料可以选择本领域常规的具有支撑功能的材料，优选形成主体结构31的材料选自聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、硅胶、铝和铁组成的组中的一种或多种。而形成反光面32的材料可以选用本领域常规的反光材料，比如反光漆，金属铝或金属银。

在本发明另一种典型的实施方式中，提供了一种侧发光式液晶显示器，液晶显示器包括发光单元，该发光单元为上述的发光单元。具有本发明发光单元的侧发光式液晶显示器，由于发光单元具有较高的光效和工作稳定性，因此所呈现的画面更加丰富，提高了其呈现色彩的能力。

以下将结合实施例和对比例，进一步说明本发明有益效果。

实施例1

实施例1的发光单元结构如图1所示。透明管由第一圆管和第二圆管组成，且外内径之比见表2，第一圆管和第二圆管的管壁材料和折射率见表2；量子点材料的组成见表2，其中量子点由绿光量子点和红光量子点组成，且绿光量子点为荧光发射波长在520～535nm、半峰宽为30±10nm的绿光量子点，红光量子点为荧光发射波长在600～650nm、半峰宽为30±10nm的红光量子点，红光量子点在第一圆管中，绿光量子点在第二圆管中，绿光量子点和红光量子点以450nm处的吸光度比值β见表2。该发光单元的主体结构的材料为硅胶，反光面材料为反光漆。

实施例2

实施例2的发光单元结构如图1所示。透明管由第一圆管和第二圆管组成，且外内径之比见表2，第一圆管和第二圆管的管壁材料和折射率见表2；量子点材料的组成见表2，其中量子点由绿光量子点和红光量子点组成，且绿光量子点为荧光发射波长在520～535nm、半峰宽为30±10nm的绿光量子点，红光量子点为荧光发射波长在600～650nm、半峰宽为30±10nm的红光量子点，红光量子点在第一圆管中，绿光量子点在第二圆管中，绿光量子点和红光量子点以450nm处的吸光度比值β见表2。该发光单元的主体结构的材料为硅胶，反光面材料为金属铬。

实施例3

实施例3的发光单元结构如图1所示。透明管由第一圆管和第二圆管组成，且外内径之比见表2，第一圆管和第二圆管的管壁材料和折射率见表2量子点材料的组成见表2，其中量子点由绿光量子点和红光量子点组成，且绿光量子点为荧光发射波长在520～535nm、半峰宽为30±10nm的绿光量子点，红光量子点为荧光发射波长在600～650nm、半峰宽为30±10nm的红光量子点，红光量子点在第一圆管中，绿光量子点在第二圆管中，绿光量子点和红光量子点以450nm处的吸光度比值β见表2。该发光单元的主体结构的材料为硅胶，反光面材料为金属银。

实施例4

实施例4的发光单元结构如图1所示。透明管由第一圆管和第二圆管组成，且外内径之比见表2，第一圆管和第二圆管的管壁材料和折射率见表2；量子点材料的组成见表2，其中量子点由绿光量子点和红光量子点组成，且绿光量子点为荧光发射波长在520～535nm、半峰宽为30±10nm的绿光量子点，红光量子点为荧光发射波长在600～650nm、半峰宽为30±10nm的红光量子点，红光量子点和绿光量子点混合后置于第一圆管和第二圆管中，绿光量子点和红光量子点以450nm处的吸光度比值β见表2。该发光单元的主体结构的材料为硅胶，反光面材料为反光漆。

实施例5

实施例5的发光单元结构如图1所示。透明管由第一圆管和第二圆管组成，且外内径之比见表2，第一圆管和第二圆管的管壁材料和折射率见表2，环形隙中填充的透明材料种类及折射率见表2，散射介质种类见表2；量子点材料的组成见表2，其中量子点由绿光量子点和红光量子点组成，且绿光量子点为荧光发射波长在520～535nm、半峰宽为30±10nm的绿光量子点，红光量子点为荧光发射波长在600～650nm、半峰宽为30±10nm的红光量子点，红光量子点在第一圆管中，绿光量子点在第二圆管中，绿光量子点和红光量子点以450nm处的吸光度比值β见表2。该发光单元的主体结构的材料为硅胶，反光面材料为金属铬。

实施例6

实施例6的发光单元结构如图1所示。透明管由第一圆管和第二圆管组成，且外内径之比见表2，第一圆管和第二圆管的管壁材料和折射率见表2；量子点材料的组成见表2，其中量子点由绿光量子点和红光量子点组成，且绿光量子点为荧光发射波长在520～535nm、半峰宽为30±10nm的绿光量子点，红光量子点为荧光发射波长在600～650nm、半峰宽为30±10nm的红光量子点，红光量子点在第一圆管中，绿光量子点在第二圆管中，绿光量子点和红光量子点以450nm处的吸光度比值β见表2。该发光单元的主体结构的材料为硅胶，反光面材料为反光漆。

实施例7

实施例7的发光单元结构如图1所示。透明管由第一圆管和第二圆管组成，且外内径之比见表2，第一圆管和第二圆管的管壁材料和折射率见表2；量子点材料的组成见表2，其中量子点由绿光量子点和红光量子点组成，且绿光量子点为荧光发射波长在520～535nm、半峰宽为30±10nm的绿光量子点，红光量子点为荧光发射波长在600～650nm、半峰宽为30±10nm的红光量子点，红光量子点在第一圆管中，绿光量子点在第二圆管中，绿光量子点和红光量子点以450nm处的吸光度比值β见表2。该发光单元的主体结构的材料为硅胶，反光面材料为反光漆。

实施例8

实施例8的发光单元结构如图1所示。透明管由第一椭圆管和第二椭圆管组成，且外内径之比见表2，第一圆管和第二圆管的管壁材料和折射率见表2；量子点材料的组成见表2，其中量子点由绿光量子点和红光量子点组成，且绿光量子点为荧光发射波长在520～535nm、半峰宽为30±10nm的绿光量子点，红光量子点为荧光发射波长在600～650nm、半峰宽为30±10nm的红光量子点，红光量子点在第一椭圆管中，绿光量子点在第二椭圆管中，绿光量子点和红光量子点以450nm处的吸光度比值β见表2。该发光单元的主体结构的材料为硅胶，反光面材料为反光漆。

实施例9

实施例9的发光单元结构如图1所示。透明管由第一圆管和第二圆管组成，且外内径之比见表2，第一圆管和第二圆管的管壁材料和折射率见表2，；量子点材料的组成见表2，且该量子点材料的还包括折射率与管壁材料的折射率相同的硅胶以及二氧化钛，其中量子点由绿光量子点和红光量子点组成，且绿光量子点为荧光发射波长在520～535nm、半峰宽为30±10nm的绿光量子点，红光量子点为荧光发射波长在600～650nm、半峰宽为30±10nm的红光量子点，红光量子点在第一圆管中，绿光量子点在第二圆管中，绿光量子点和红光量子点以450nm处的吸光度比值β见表2。该发光单元的主体结构的材料为硅胶，反光面材料为反光漆。

实施例10

实施例10的发光单元的第一发光组件和第二发光组件的结构如图1所示，没有设置反光组件。透明管由第一圆管和第二圆管组成，且外内径之比见表1，第一圆管和第二圆管的管壁材料和折射率见表1，散射介质种类见表1；量子点材料的组成见表1，其中量子点由绿光量子点和红光量子点组成，且绿光量子点为荧光发射波长在520～535nm、半峰宽为30±10nm的绿光量子点，红光量子点为荧光发射波长在600～650nm、半峰宽为30±10nm的红光量子点，红光量子点在第一圆管中，绿光量子点在第二圆管中，绿光量子点和红光量子点以450nm处的吸光度比值β见表2。

实施例11

实施例11的发光单元结构如图2所示，其他与实施例1相同。

实施例12

实施例12的发光单元结构如图3所示，其他与实施例4相同。

实施例13

实施例13的发光单元结构如图4所示。透明管的外内径之比见表2，管壁材料和折射率见表2；量子点材料的组成见表2，其中量子点由绿光量子点和红光量子点组成，且绿光量子点为荧光发射波长在520～535nm、半峰宽为30±10nm的绿光量子点，红光量子点为荧光发射波长在600～650nm、半峰宽为30±10nm的红光量子点，红光量子点和绿光量子点混合后置于管腔中，绿光量子点和红光量子点以450nm处的吸光度比值β见表2。该发光单元的主体结构的材料为硅胶，反光面材料为反光漆。

对比例1

采用索尼公司的申请号为201310115974.X的中国专利申请中的第三实施例的发光单元作为对比例1的发光单元。

对实施例1至13以及对比例1的发光单元进行测试，其中，采用Thorlabs公司的光功率计对光功率进行定点测试，测试结果见表3；采用远方光电公司的Hass2000测试系统对实施例1至13、以及对比例1的发光单元进行光谱测试，其中，实施例1、实施例4和对比例1的测试结果见图7。

表2

表3

由表3中的数据可以看出，采用圆管的实施例1至13的最强光功率均明显低于对比例1的最强光功率，因此说明本申请的发光单元明显降低了发光单元过高的光强；对比实施例1、2和3的数据可以发现，实施例3由于发绿光的量子点成分最多，对光通量的贡献最大，所以出光效率最高；另外由实施例1和实施例4的数据对比可以看出，将不同的量子点分开设置能够进一步提高出光光效；在实施例6中，氧化锌玻璃由于自身材料对光的吸收，所以出光效率的表现比实施例1要低；实施例8的椭圆管出光面的形状容易造成光线在管内的全反射，所以其光通量较低；实施例9加入的散射介质由于散射材料自身与光的相互作用，所以相比较实施例1，光通量也有损失；实施例10由于没有反光组件，所以少了一个界面，减少了光的损失，但是其出光的方向不容易控制。

另外，在实施例11、实施例12和实施例13中，管的形状稍有所变化，但是最关键的特点在于其出光一侧类似于“3”形状，尽管与实施例1相比光功率有所提高，但是仅仅为对比例1的1/5和1/2，也就是说实施例11、12和13的发光单元对改善光强也是具有明显效果的，且其出光效率也有所提高。

由图7中实施例1、实施例4和对比例1的曲线对比可以发现，本申请具有8字管结构的发光单元的光效明显高于对比例1的光效；且通过实施例1和实施例4的对比可以发现，当将红色量子点和绿色量子点混合时，绿色的量子点的峰位出现了严重的红移，原因是除了绿色量子点之间产生了强烈的自吸收现象，红色量子点也对绿色量子点有超强的吸收，从而在一定程度上导致光效降低。

另外，发明人对实施例1的发光单元和对比例1的发光单元的曝光在最高光功率密度为11W/cm²的环境下进行老化测试。在测试过程中发现，对比例1的发光单元在3小时候之后，就已经在管壁能看到黑点，很明显出现了碳化现象；而实施例1的发光单元在最初的24小时里，发光单元的效率下降了16％，之后则基本保持稳定，在过程中，没有肉眼可见的黑点。说明本发明的发光单元的稳定性要远远优于对比例1的发光单元。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (18)

1.一种发光单元，所述发光单元包括第一发光组件(1)，所述第一发光组件(1)具有基板(11)及设置在所述基板(11)的第一表面上的LED封装体(12)，其特征在于，所述发光单元还包括第二发光组件(2)，所述第二发光组件(2)包括透明管(21)和量子点材料(22)：

所述透明管(21)包括：

管壁(211)，所述管壁(211)包括弧形内壁(111)和弧形外壁(112)，所述管壁(211)沿平行于所述第一表面的方向延伸，所述弧形外壁(112)的朝向所述基板(11)的一侧为波浪形，且所述波浪形以通过所述第一发光组件的中心发光点且与所述第一表面垂直的垂直面为对称面对称；和

由所述弧形内壁(111)围成的管腔(212)，所述管腔(212)沿所述对称面对称设置；

所述量子点材料(22)设置在所述管腔(212)内。

2.根据权利要求1所述的发光单元，其特征在于，所述波浪形对应所述第一发光组件(1)的中心发光点的位置为波谷。

3.根据权利要求1或2所述的发光单元，其特征在于，所述管腔(212)为一个或者沿所述对称面对称设置的两个管腔或多个管腔。

4.根据权利要求1或2所述的发光单元，其特征在于，所述弧形外壁(112)的垂直于所述第一表面的截面呈由两个管体部相结合形成的“8”字形结构，且所述“8”字形结构的位于两个所述管体部之间的对称面通过所述第一发光组件的中心发光点。

5.根据权利要求4所述的发光单元，其特征在于，两个所述管体部为圆形管体部且两个所述圆形管体部相切形成所述“8”字形。

6.根据权利要求5所述的发光单元，其特征在于，所述圆形管体部为正圆形管体部或椭圆形管体部。

7.根据权利要求1所述的发光单元，其特征在于，相应位置的所述弧形外壁(112)和所述弧形内壁(111)同心设置，所述弧形外壁(112)的直径与所述弧形内壁(111)的直径比值α大于或等于所述管壁(211)的折射率n，优选所述比值α为1.3：1～2：1，优选所述折射率n为1.3～2。

8.根据权利要求1所述的发光单元，其特征在于，形成所述管壁(211)的材料选自玻璃、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚氨基甲酸酯和硅橡胶中的一种或多种。

9.根据权利要求3所述的发光单元，其特征在于，所述LED封装体(12)的光源为蓝光LED封装体；所述量子点材料(22)包括量子点高分子分散体和发光范围为500～650nm的量子点。

10.根据权利要求9所述的发光单元，其特征在于，所述量子点由绿光量子点和红光量子点组成，所述绿光量子点为荧光发射波长在520～535nm、半峰宽为30±10nm的绿光量子点，所述红光量子点为荧光发射波长在600～650nm、半峰宽为30±10nm的红光量子点，所述量子点材料中所述绿光量子点和所述红光量子点在450nm处的吸光度比值为1：10～10：1，优选为4:3。

11.根据权利要求10所述的发光单元，其特征在于，所述量子点材料(22)中所述量子点的重量含量为0.001～10％。

12.根据权利要求10所述的发光单元，其特征在于，所述绿光量子点和所述红光量子点分别位于不同的所述管腔(212)内，或者所述绿光量子点与红光量子点混合后设置在所述管腔(212)内。

13.根据权利要求9所述的发光单元，其特征在于，所述量子点高分子分散体选自环氧树脂、硅树脂、聚苯乙烯树脂和丙烯酸树脂组成的组中的一种或多种。

14.根据权利要求1所述的发光单元，其特征在于，所述发光单元还包括反光组件(3)，所述反光组件(3)包括：

主体结构(31)，围绕所述LED封装体(12)设置在所述基板(11)的第一表面上；

反光面(32)，设置在所述主体结构(31)上，与所述LED封装体(12)的远离所述基板(11)的表面连接，包括围绕所述弧形外壁(112)延伸的第一反光部分和从所述第一反光部分向远离所述基板(11)的方向延伸的第二反光部分。

15.根据权利要求14所述的发光单元，其特征在于，所述第一反光部分延伸至所述透明管(21)的平行于所述第一表面的最大截面，所述第二反光部分向偏离所述对称面的方向，优选所述第一反光部分与所述透明管(21)的朝向所述基板(11)的弧形外壁(112)贴合。

16.根据权利要求14所述的发光单元，其特征在于，形成所述主体结构(31)的材料选自聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、硅胶、铝和铁组成的组中的一种或多种。

17.根据权利要求14所述的发光单元，其特征在于，形成所述反光面(32)的材料为反光漆金属铬或者金属银。

18.一种侧发光式液晶显示器，所述液晶显示器包括发光单元，其特征在于，所述发光单元为权利要求1至16中任一项所述的发光单元。